邓昭镜[1]2006年在《黑洞熵的演化规律与热力学第叁定律》文中研究说明将正、负能谱中黑洞能力学理分别应用于分析Schwarzchild(SW)黑洞.Kerr-Neuman(K-N)黑洞以及Sen黑洞的熵及其演化过程,对它们的对照分析结果表明:负能谱热力学对表征黑洞的熵及其演化规律和极限特征比Bekenstein热力学优越得多.
张丽春, 武月琴, 赵仁[2]2002年在《轴对称Einstein-Maxwell-Dilaton-Axion黑洞熵与能斯特定理》文中研究指明该文利用 Brick- Wall方法 ,计算轴对称 Einstein- Maxwell- Dilaton- Axion黑洞背景下标量场的自由能和熵 .结果表明 ,当黑洞具有内外视界时 ,所得熵不仅与外视界面积有关 ,而且也是内视界面积的函数 .当内视界面积趋于零时 ,可回到已知结论 .并且表明 ,用内外视界位置参量表达的熵 ,在黑洞辐射温度趋于绝对零度时 ,黑洞的熵也趋于零 ,它满足能斯特定理 ,可视为黑洞的普朗克绝对熵
刘佰生[3]2012年在《黑洞熵的修正与黑洞的量子能层》文中研究表明2000年，通过把霍金辐射等价地看成是来自于视界面内部附近的真空涨落，Parikh和Wilczek为解决霍金辐射理论中存在严重的信息丢失问题提出了一种隧穿模型。也就是，虚粒子对产生后，负能虚粒子被黑洞吸收，正能虚粒子经过隧穿量子势垒实化为实物粒子并逃逸至无穷远处形成霍金辐射。根据该理论：如果考虑到隧穿过程中粒子的自引作用或者视界面的反作用，系统的总能量将会守恒，其中，势垒来自于粒子的隧穿过程。由于在利用WKB近似法时将隧穿过程中对应的背景时空看成动态的，研究的结论是：霍金辐射已不再是黑体辐射，但仍然满足量子力学的幺正性原理。Parikh–Wilczek隧穿模型虽然是一种半经典的理论，但是简单、实用，能很好地解决霍金辐射理论中存在的一些问题。目前已经用于研究了如下的工作：1)将静止质量不为零的粒子看成S波，该理论被用于研究了电中性的、带电的、同时带磁荷和电荷的粒子的隧穿过程。通过重新构造Painleve′–Kerr–Newman坐标系中的时空线元，该理论于2005年被推广应用于计算了Kerr–Newman黑洞的一级修正的熵。这些研究的结果都说明：霍金辐射没有违背量子力学的幺正性原理。2008年，隧穿模型再次与WKB近似法结合计算了一般球对称黑洞的精确到二级近似下的黑洞熵以及对应的辐射谱，表明：此时的熵是由贝肯斯坦–霍金熵、面积对数项和面积的反比项等叁项组成，与圈量子引力所得的结果非常吻合，并证明了此过程中信息守恒。2)依据广义相对论的对应性和隧穿模型，粒子隧穿稳态黑洞视界的过程可以用来描述它的动态对应体的演化。显然，粒子的隧穿过程与视界的收缩过程同时发生，更确切地说，视界的收缩速度等于粒子的隧穿速度，这样就可以求出动态黑洞局域视界的收缩速度和位置。2010年，正是依据该思路，隧穿模型用于研究了Vaidya黑洞和Vaidya–Bonner黑洞的量子能层的位置，并分析了霍金辐射的来源。指出：量子能层就是粒子隧穿过程产生的量子势垒，霍金辐射来自表观视界附近的真空涨落。鉴于此，本文将探讨该模型拓展应用于两方面的问题：球对称de Sitter黑洞的熵修正，动态黑洞的量子能层和霍金辐射的来源。全文共分四章，具体内容如下：ⅰ)第一章先展示了黑洞理论的研究史，接着详细讨论了黑洞物理的重要理论以及存在的理论困难，也就是，霍金辐射理论和信息疑难问题。最后结合近期相关研究的进展简单介绍了本文的工作和意义。ⅱ)第二章旨在拓展隧穿模型应用于计算球对称的de Sitter黑洞的修正熵，即，同时对事件视界面和宇宙视界面上的熵进行修正，并将结果与目前得到的修正熵的普遍结果相比较。ⅲ)第叁章进一步利用隧穿模型研究动态黑洞的局域视界面和量子能层，从而分析霍金辐射来自何处。先探讨动态球对称de Sitter黑洞的情况，再对研究方法进行改进，继续探讨动态转动黑洞的情况。ⅳ)第四章对文中的工作进行了总结和展望，并对今后的工作提出设想。
李传安[4]2004年在《广义测不准关系与没有Brick-wall的黑洞熵》文中研究表明采用由广义测不准关系得到的新的态密度方程,研究GibbonsMeadadilaton黑洞的熵.结果表明利用新的态密度方程后,不需通过任何截断,便可消除Brickwall模型出现的发散,同样能得到黑洞熵与视界面积成正比的结果.
高长军[5]2003年在《黑洞熵、黑洞的de Broglie-Bohm量子化及Quintessence宇宙学》文中研究指明本论文包括四个部分:第一部分是关于黑洞的量子统计熵; 第二部分是关于黑洞的正则量子化及其de Broglie-Bohm 解释; 第叁部分是关于Quintessence 宇宙学; 第四部分是关于具有Tachyon 场的经典和量子虫洞。因此,全文共分为四章。在第一章中,我们用t ’Hooft 的热气体方法研究了各类黑洞(静态、稳态; 低维、高维)的量子统计熵。具体研究了一般球对称黑洞缘于任意自旋量子场的熵,给出了熵与量子场兼并度之间的正比关系; 稳态转动黑洞缘于具有质量、电荷和磁荷的标量场和Dirac 场的熵,说明了黑洞熵与场粒子的质量、电荷和磁荷的无关性并给出了不应考虑非热辐射对黑洞熵贡献的建议; 低维黑洞缘于标量场和Dirac 场的熵,与四维情况相类比,说明了Dirac 场熵与标量场熵的比例系数跟时空维数有关; 高维黑洞缘于标量场和Dirac 场的熵,说明了对于高维黑洞,不管是缘于标量场还是缘于Dirac 场,熵的表达式都明显依赖于P-brane 的维数; Dirac 场熵与标量场熵的比例系数同样与时空维数有关。在第二章中,我们对两类黑洞进行了正则量子化并给出其de Broglie-Bohm解释。我们具体对具有环拓扑和具有整体单极子、宇宙弦的两类时空进行了量子化,求得了Wheeler-De Witt 方程的解。解的形式都可以用零阶第二类Hankel 函数来表示。通过把de Broglie-Bohm 解释用于波函数,给出了两类黑洞的量子解。最后,讨论了经典黑洞和量子黑洞的热效应。我们指出,对于量子黑洞,计算其Hawking 辐射时,为避免发散,我们必须在视界附近引入一个Plank 尺度的截断因子。在第叁章中,我们讨论了用非最小耦合复标量场作为宇宙暗能量——Quintessence 的可能性并给出了一个实标量场驱动的永恒膨胀的宇宙模型。Kasuya 的讨论表明,最小耦合复标量场作为暗能量在宇宙背景下是不稳定的。因此,我们讨论非最小耦合的复标量场。我们论证了在满足一定的条件下,非最小耦合复标量场在宇宙背景下是稳定的,从而可以充当暗能量。非最小耦合复标量场作为暗能量对宇宙能量密度的贡献主要有两种形式,一是来源于场空间内部的转动效应; 二是来源于场与引力场的耦合效应。这两种效应对于宇宙的演化都
赵仁, 张丽春[6]2001年在《Kim黑洞熵与能斯特定理》文中认为从Kim时空背景下的Klein Gordon方程出发 ,利用brick wall方法计算标量场的自由能和熵 .得到标量场的熵不仅与黑洞的外视界面积有关 ,而且也是内视界面积的函数 .所得结论 ,当取某种近似时 ,可得到熵只与外视界面积成正比的关系 .并且表明 ,用内外视界位置参量表达的熵 ,在黑洞辐射温度趋于绝对零度时 ,黑洞的熵也趋于零 ,它满足能斯特定理 ,可视为黑洞的普朗克绝对熵
李华润[7]2008年在《（A）dS黑洞的热力学》文中研究指明近年来人们对黑洞热力学的研究不断深入,然而人们对黑洞的热力学性质还不是很清楚,特别是对黑洞熵的量子本质及统计起源等问题。本文主要是讨论修正的(Anti-)de Sitter(简称(A)dS)史瓦西黑洞的热力学性质。本文共分四章。第一章是对黑洞及其研究近况的一个综述,介绍了黑洞的概念、种类等基本知识后,着重对黑洞热力学的四定律以及黑洞熵的量子性质做了综述。第二章我们讨论在含有宇宙常数的彩虹引力框架情况下(A)dS史瓦西黑洞的热力学性质。首先,我们回顾了双狭义相对论和彩虹引力的一些基本性质,接着从修正的爱因斯坦场方程出发,得到了一个修正的(A)dS史瓦西黑洞的解,并且详细地讨论了它的热力学性质。一般说来,对于修正的(A)dS史瓦西黑洞,其相应的霍金温度也将得到修正并且取决于探测粒子的能量。然而,当把从黑洞辐射出粒子看作探测粒子时,可以为此类黑洞提出一个内禀温度的概念,我们针对一些特定的色散关系,计算并得到了黑洞的内禀温度值。有一个很有趣的结果是:这种黑洞的霍金温度与直接运用延拓的不确定性原理和修正的色散关系得到的通常的(A)dS史瓦西黑洞温度是一致的。第叁章我们利用基于贝肯斯坦(Bekenstein)熵边界假设的最小面积方法求解Anti-de Sitter黑洞熵。首先我们介绍了广义不确定性原理和修正的色散关系对黑洞的影响。然后结合贝肯斯坦(Bekenstein)熵边界假设探讨吸收粒子的能量-动量(色散)关系对黑洞熵的影响。本文讨论了两种修正色散关系对Anti-de-Sitter黑洞熵的影响。第一种色散关系的修正项与普朗克能标呈线性关系,结果得到的黑洞熵的主要修正项与视界面积的方根成正比,而另一种修正色散关系含有普朗克能标的平方项,所求得的黑洞熵的主要修正项是视界面积的对数形式,这个结果与其它通过量子引力途径得到的结果相吻合。第四章是总结和展望。
黄超光, 郭汉英, 吴小宁[8]2003年在《Noether定理与黑洞的质量公式及黑洞熵》文中研究说明运用并发展了协变相空间的Noether荷方法,对于真空广义相对论稳态轴对称黑洞得到:黑洞质量公式是关于Killing向量场和完整Cauchy面上的零Noether荷以及黑洞力学第一定律。对于一大类向量场,利用零标架方法证明在视界附近的约化代数的中心项为零。这表明,Carlip用纯粹对称性分析的方法来解释黑洞熵的微观起源值得商榷。
兰小刚[9]2015年在《微弱信号检测及其在引力量子效应验证中的应用》文中研究表明引力量子效应的验证一直是物理学界和信号信息处理学界极为关注的研究课题。一方面,引力量子化迄今仍然是物理学中一个悬而未决的重大研究课题,它的最终解决必将是物理学中里程碑式的成就。因此,寻找有效的手段来实现各种量子化方案中的引力量子效应验证,就是一个至关重要的问题。另一方面,实验验证引力量子效应,本质上只能通过某些非常微弱的光电信号反映出来,所以,在量子水平上实现微弱光电信号的检测就成为引力量子效应验证的必由之路。近年来,由于低温和微尺度实验技术的发展,原先被认为令人难以理解的一些量子相干现象已经在实验上能够观测和操纵,进而引发了学术界对量子调控领域研究的热潮。本论文的重要研究内容：黑洞的Hawking辐射,一直是人们非常关注的热点。尽管历经几十年的发展,人们不再怀疑该理论的正确性,但是该理论至今也未能从实验上得到很好的验证。主要面临以下几个困难：(1)由于黑洞不发光,目前还未能通过天文观测手段,在宇宙空间中找到任何一个黑洞。即使将来能够观测到黑洞,由于黑洞与地球距离往往达到很多光年之遥,几乎不可能直接探测Hawking辐射；(2)由于宇宙空间中存在2.725K左右的微波背景辐射,该辐射温度往往比黑洞Hawking辐射高,因此即使我们探测到了黑洞,要探测其辐射温度也是相当困难的。近年来国内外一些学者提出通过自行营造很低的环境温度,可以在实验室模拟与黑洞类似的系统,藉此来验证黑洞存在Hawking辐射。这些模拟系统为实验验证黑洞Hawking辐射提供了一种新的途径,使得对黑洞Hawking辐射的研究再次成为理论物理领域的重点与热点。然而,目前所报道的这些方案更倾向于一些理想化的实验构想模型,要从实际的实验系统中探测Hawking辐射效应还存在诸多困难,其中最主要的困难在于：需要探测的Hawking辐射温度极低,这对实验精度要求非常高；此外如何判断在这些模拟系统中黑洞视界的形成条件也是此类模拟实验中需要解决的重要技术难题。尽管从理论上,能够从这些模拟系统中令人信服地推导出建立黑洞视界的条件,但目前看来,如何将该条件转化成在一种可视化的物理行为,仍然存在很大困难。所以我们希望找到一种在目前技术水平上更为容易调控、探测和更可靠的实验方案。本文的工作可分为两部分：第一部分为关于黑洞Hawking辐射以及熵等相关量子热效应的理论研究：首先我们采用一种改进的乌龟坐标变换关系分别研究了非稳态Kerr黑洞中的标量粒子和Dirac粒子的Hawking辐射,以及加速Kinnersley黑洞中Weyl中微子的Hawking辐射。与以往采用的乌龟坐标变换得到结果进行比较,我们发现采用不同乌龟坐标变换计算所得到的辐射温度在数值上存在明显偏差,在特定参数条件下,这一偏差率甚至能达到2个数量级。由于目前还没有实验能够直接测量Hawking辐射温度,暂时还很难有令人信服的判据来判断,究竟哪一种乌龟坐标变换所导致的结果才是符合物理实际的,进一步说明了实验验证Hawking辐射等其他引力量子效应的重要性和必要性。其次,我们尝试了采用非平衡Landauer传输模型来描述Kaluza-Klein黑洞的Hawking辐射。发现采用该模型描述Kaluza-Klein黑洞的Hawking辐射时,通道中相应的能流与采用规范和引力反常方法得到Hawking辐射结果是协调自洽的。这为我们后续工作中利用复合左/右手传输线模拟黑洞的Hawking辐射奠定了理论基础。最后,我们对Majhi和Vagenas提出的利用绝热不变量计算黑洞熵的方法进行讨论,并采用修正后的绝热不变量方法,研究Kerr-Sen黑洞的熵谱及面积谱性质。我们得到的结果与目前被广泛认可的结论一致,即熵谱是量子化且等间隔的；但目前仍然缺乏一个有说服力的判据,来判断面积谱是否等间距。本文的第二部分主要是关于引力量子效应的实验验证,主要内容有：首先从声学黑洞模型出发,我们简要回顾了模拟引力的发展；其次介绍了模拟黑洞Hawking辐射的几个代表性实验,并讨论了这些实验所面临的实际困难。最后基于复合左／右手传输线的性质,我们提出一种在复合左／右手传输线中模拟黑洞Hawking辐射的方法,在传输线中建立了Painleve-Gullstrand形式的度规,讨论了从实验上判断传输线中视界形成条件的可能性,并对实验存在的误差以及相应的改进途径进行了分析。我们通过分析复合左／右手传输线的相位变化关系发现,在跃迁频率处传输线的相变为零,而且在该瞬间,相速度为无穷大(相速度会从负值到正值突变),该特性可以作为形成黑洞视界的有效判据；最后我们通过分析传输线有效Hamiltonian的方法,对传输线进行量子化处理；并讨论了调控有效探测扰动光子流产生方向的途径。本方案将黑洞视界与复合左／右手传输线的跃迁频率建立了有效联系,通过观测跃迁频率处传输线的相变特性来判断黑洞视界的建立条件。与以往类似的Hawking辐射模拟实验相比,本方案将更有可能实现Hawking辐射模拟,本实验的抗噪声干扰能力更强,这对黑洞Hawking辐射的验证及探测具有重要参考价值。本文的主要研究内容属于微弱信号检测和量子物理实验研究的前沿课题。我们研究的体系属于介观系统,现在这方面的研究已成为量子物理学研究中一个令人瞩目的领域,这也是量子物理领域中一个非常重要的研究课题。通过本课题的研究,我们揭示了局部真空量子涨落所导致的宏观量子现象的物理图像,相关研究成果将为微弱信号检测以及在实验上实现量子调控与量子测量提供重要参考。
申北智, 袁萍[10]2009年在《黑洞熵起源的探讨》文中研究指明提出全息熵的概念,并与经典熵做了区别.运用全息原理研究发现,具有紫外截止频率与红外截止频率关系的有效场论使得宇宙常数经量子修正后与观测值一致.黑洞中的熵与普通场论中的熵具有不同的意义.黑洞中的熵指Planck尺度的粒子数,普通场论中的熵为电子尺度的粒子数,并作出了简单的证明,获得宇宙的尺度理论值10-25m与可观测宇宙半径的观测值一致.提出了黑洞熵和物质熵本质是一致的,均起源于粒子数.并意外得到另一结论:暗能量、冷暗物质与普通物质的能量相互流动,并用Einstein场方程做了论证,获得一致的结论.
参考文献：
[1]. 黑洞熵的演化规律与热力学第叁定律[J]. 邓昭镜. 西南师范大学学报(自然科学版). 2006
[2]. 轴对称Einstein-Maxwell-Dilaton-Axion黑洞熵与能斯特定理[J]. 张丽春, 武月琴, 赵仁. 数学物理学报. 2002
[3]. 黑洞熵的修正与黑洞的量子能层[D]. 刘佰生. 广州大学. 2012
[4]. 广义测不准关系与没有Brick-wall的黑洞熵[J]. 李传安. 菏泽师范专科学校学报. 2004
[5]. 黑洞熵、黑洞的de Broglie-Bohm量子化及Quintessence宇宙学[D]. 高长军. 中国科学院研究生院（上海天文台）. 2003
[6]. Kim黑洞熵与能斯特定理[J]. 赵仁, 张丽春. 物理学报. 2001
[7]. （A）dS黑洞的热力学[D]. 李华润. 南昌大学. 2008
[8]. Noether定理与黑洞的质量公式及黑洞熵[J]. 黄超光, 郭汉英, 吴小宁. 高能物理与核物理. 2003
[9]. 微弱信号检测及其在引力量子效应验证中的应用[D]. 兰小刚. 西南交通大学. 2015
[10]. 黑洞熵起源的探讨[J]. 申北智, 袁萍. 淮海工学院学报(自然科学版). 2009
标签：天文学论文; 量子论文; 量子化论文; 霍金辐射论文; 量子效应论文; 量子引力论文; 黑洞论文; 宇宙起源论文; 量子传输论文; 科学论文; 传输线论文; 宇宙学论文; 引力波论文; 科普论文;